THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG

Phương pháp hóa giải xung đột: Thời gian: sử dụng tín hiệu âm thanh, ánh sáng; tự động hoặc người điều khiển; biển, vạch sơn, biển báo Không gian: vạch sơn, biển báo, đảo giao thông, côn

Trang 1

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG

Dương Minh Châu

4.1 Tổng quan về nút giao thông

4.1.1 Một số khái niệm (review)

Nút giao thông: Intersection/junction: at-grade, Grade separation

(Interchange)

Xung đột (conflict): tương quan của các xe khi chuyển động

=> Nút giao thông là nơi tập trung xe, gây tổn thất về thời gian, gia tăn

tai nạn giao thông.

Mức độ nguy hiểm các xung đột:

Loại xung đột và mức độ phức tạp của nút.

Mật độ, góc xung đột, tốc độ, tương quan (trái/phải).

Phương pháp hóa giải xung đột:

Thời gian: sử dụng tín hiệu (âm thanh, ánh sáng); tự động hoặc

người điều khiển; biển, vạch sơn, biển báo

Không gian: vạch sơn, biển báo, đảo giao thông, công trình

vượt/chui.

Trang 2

Intersections 21%

Trang 3

Page: 5

11/21/2017 Dương Minh Châu

Trang 5

Page: 9

4.1.2 Đặc điểm của nút giao thông đô thị

Mật độ mạng lưới đường dày đặc, mật độ nút lớn

Thành phần dòng xe phức tạp, nhiều thành phần, nhiều

phương tiện chạy chậm, thô sơ và bộ hành.

Mật độ xây dựng hai bên đường cao, quỹ đất hạn chế kích

thước nút nhỏ, tổ chức giao thông gặp nhiều khó khăn.

Nút giao thông là một bộ phận của đường đô thị, công tác

quy hoạch, thiết kế còn phải xem xét đến các vấn đề về

kiến trúc, cảnh quan, hạ tầng kỹ thuật đô thị.

Ở Việt Nam, “Xe hai bánh”, linh động cao, mật độ vào ra,

chuyển hướng của phương tiện giao thông càng phức tạp.

4.1 Tổng quan về nút giao thông

4.1.3 Mục tiêu và nguyên tắc thiết kế

Mục tiêu:

Đảm bảo giao thông (KNTH) (thời gian chậm xe (tổn thất thời gian

An toàn: giải quyết xung đột

Hiệu quả kinh tế: Chi phí đầu tư, vận hành

Mỹ quan, môi trường, thoát nước.v.v.

Nguyên tắc:

Xem xét đầy đủ các yếu tố: giao thông, hình học, kinh tế, con người

và xã hội.

Quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch đô thị

Thiết kế nút gắn thiết kế tổ chức giao thông ; chiếu sáng, thoát

nước.v.v

Trang 6

Page: 11

4.1.4 Phân loại nút

Theo cấu tạo:

Đơn giản (2 vạch dừng (ưu tiên chính phụ) 2waystop, 4 vạch dừng

(Allwaystop);

Đơn giản có mở rộng.

Kênh hóa (có làn phụ, vòng đảo)

Nút khác mức: trực thông, liên thông (hoàn chỉnh và không hoàn

chỉnh)

Theo điều khiển:

Không điều khiển (theo luật)

Điều khiển bằng biển/vạch; đảo trung tâm (GT vòng quanh)

Điều khiển bằng tín hiệu (con người, tự động, bán tự động)

Page: 12

11/21/2017

4.1 Đặc điểm phân loại và phạm vi áp dụng

4.1.5 Lựa chọn loại hình nút giao thông

Đường đô thị Đường cao tốc Đường phố chính Đường phố gom Đường nội bộ

b e - -

c e e -

d f g g

a- Nút giao thông khác mức liên thông.

b- Thông thường là nút khác mức liên thông đầy đủ, hoặc không đầy đủ các nhánh

nối

c- Nút giao khác mức trực thông và rất hạn chế liên hệ

d- Nút giao khác mức trực thông không được phép liên hệ (không có chuyển động rẽ).

e- Thông thường sử dụng nút giao thông cùng mức loại nút kênh hoá, nút vòng đảo,

nút có tín hiệu đèn điều khiển

f) Chỉ được phép nối trong trường hợp đặc biệt Lúc đó bố trí tách nhập dòng có làn

tăng, giảm tốc đầy đủ, không có xung đột cắt với dòng chính.

g) Nút giao thông cùng mức loại đơn giản, mở rộng, chỉ có thể sử dụng tín hiệu đèn

khi có luận chứng.

Trang 7

Page: 13

4.2.1 Tốc độ thiết kế

thẳng, rẽ trái, phải, trên nhánh nối.

• Tốc độ thiết kế đoạn đường trong nút giao (VTK)

được lấy như tốc độ thiết kế của đoạn đường ngoài

nút tương ứng => tầm nhìn, siêu cao, bán kính

15km/h

4.2 Các chỉ tiêu kĩ thuật

Trang 8

Page: 15

4.2.2 Tầm nhìn

Quan sát cấu tạo nút; các phương tiện giao thông, các thiết bị điều

khiển (biển báo, đèn giao thông)

Các trường hợp xem xét: nút ĐK biển, vạch; tín hiệu đèn; giao với

- Vtk>20km/h: Rmin=7.5m (xe con); các xe khác phải kiểm tra.

- Đường phố chính: tính theo Vtk

- NKM: tính theo tốc độ

Trang 9

Page: 17

4.3.1 Đảo giao thông

 Chức năng

Phân tách các xung đột và khống chế góc của xung đột.

Xoá các diện tích thừa giữa các luồng xe, phân chia luồng xe

Khống chế tốc độ, tạo ưu tiên, gây bất lợi

Tạo không gian cho các xe chờ rẽ, nhập luồng.

Tạo chỗ trú chân cho bộ hành qua đường.

Nơi đặt các phương tiện điều khiển giao thông.

 Nguyên tắc sử dụng đảo

Tạo thuận tiện cho hướng ưu tiên, trở ngại cho luồng xe cần

giảm tốc, ngăn trở các hướng xe cần cấm, làm cho nút giao

thông có tổ chức rõ ràng.

Nên làm ít đảo hơn nhiều đảo, đảo to hơn đảo nhỏ.

Lái xe phải đảm bảo được nhìn thấy đảo, mép đảo.

4.3 Thiết kế một số nút giao cùng mức

 Cấu tạo

•Đảo có thể định ranh giới bằng:

•Bó vỉa hay bó vỉa phản quang (đảo nâng cao).

•Vạch kẻ trên đường hay các dấu phản quang (đảo bằng).

•Mép phần xe chạy và lề đường (đảo lõm) dùng khi đảo

rộng và lưu lượng xe nhỏ.

•Mặt đảo rộng có thể trồng cỏ, cây nhỏ; mặt đảo hẹp có

thể lát mặt gạch, bằng tấm lát…

•Hình dạng đảo, và tiếp cận đảo

•Để tránh các xe đâm vào, đảo phải có độ lùi (dật mũi và

mép đảo)

Trang 10

Page: 19

Page: 20

11/21/2017

4.3 Thiết kế một số nút giao cùng mức

Trang 11

•Hướng xe rẽ phải được ưu tiên trong nút, tốc độ thiết

kế cho xe rẽ phải khá cao (≥40km/h)

•Lưu lượng bộ hành cắt ngang chỗ ra của luồng rẽ

Trang 13

•Các hướng đi thẳng được ưu tiên do lưu lượng lớn,

tốc độ cao; có dấu hiệu ùn tắc, dễ gây tai nạn giao

thông do xe rẽ trái.

•Nút có dải phân cách đủ rộng để bố trí làn rẽ trái.

•Tỉ lệ xe rẽ trái khá lớn (≥10% tổng lưu lượng xe của

nhánh dẫn vào nút, hoặc >30 xe/h).

•Nút điều khiển đèn có pha dành riêng cho xe rẽ trái.

Lx– chiều dài đoạn xe xếp hàng chờ rẽ trái, m.

Lv– chiều dài đoạn chuyển làn, m.

Lx= 2 x M x d (m) ; M là số xe chờ trong 1 phút; d:3-6m

Lx=1,5 x N x d (m) ( nút có đèn tín hiệu); N là số xe chờ trong chu kỳ

đèn, d=6-7m (khoảng cách 2 xe con; 12m đối với xe tải)

Trang 15

Khái niệm: Nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn là loại hình nút

giao thông sử dụng phương pháp giải quyết xung đột theo thời gian.

Lịch sử: https://en.wikipedia.org/wiki/Traffic_light

Điều khiển bằng tín hiệu (cảnh sát) từ 1722 (Cầu London, Anh)

9/12/1868 đèn tín hiệu giao thông tại Anh, 02/01/1869 nổ đèn tín hiệu

1908, lắp đặt tại Ohio, Mỹ, Stop/Go màu trắng trên nền xanh, ban đêm

chuyển sang màu đỏ, xanh; điều khiển thủ công

1912, Pari, Pháp: Stop (đỏ) Go (trắng), điều khiển thủ công

1912, đèn điện, màu đỏ/xanh

1914 kết hợp với tín hiệu âm thanh báo chuyển tín hiệu

1920 Đèn ba màu Michigan and Woodward Avenues

10/1920: tín hiệu giao thông tự động, Ohio

Trang 16

Page: 31

4.4.1 Tổng quan

Các loại hình điều khiển giao thông bằng tín hiệu

Điều khiển bằng tay: Dựa vào tình hình xe chạy mà thay đổi tín

hiệu đèn phù hợp, phân phối thời gian qua nút cho các hướng

tuỳ theo lưu lượng Trường hợp này tương tự như cảnh sát

giao thông điều khiển Xe kịp thời qua nút, giảm thời gian chết,

nâng cao KNTH.

Điều khiển tự động theo chu kỳ cố định: Căn cứ vào số liệu

điều tra cường độ xe theo các hướng định ra thời gian chu kỳ

đèn, pha đèn có xét đến tốc độ, điều kiện hình học của

đường Chu kỳ đèn có thể thay đổi theo các giờ khác nhau

trong ngày (giờ cao điểm, giờ ít xe ).

Điều khiển thích nghi (tự động theo tình hình giao thông) đặc

trưng về thời gian chu kỳ, pha đèn được phân tích và chọn

theo tình hình giao thông trên đường.

Page: 32

11/21/2017

4.4 Thiết kế nút giao thông ĐKBTHĐ

Các loại hình điều khiển giao thông bằng tín hiệu

Điều khiển độc lập: Điều khiển độc lập tức là các thông số điều

khiển không chịu ảnh hưởng của các nút giao thông lân cận.

Điều khiển phối hợp trên một tuyến phố:

+ Điều khiển đồng bộ: đồng thời thay đổi tín hiệu của tất cả các

nút giao trên đoạn phối hợp

+ Điều khiển liên hoàn (làn sóng xanh): các đèn tín hiệu trên

đoạn tuyến phối hợp được tính toán, sắp xếp đảm bảo khi xe đi

với tốc độ thiết kế thì chỉ gặp đèn đỏ ở lần đầu tiên.

+ Điều khiển phối hợp trên mạng lưới: Là hình thức phối hợp

trên tuyến phố và các đường giao với các tuyến đó Hình thức

này rất hiệu quả và do vậy cũng rất khó phối hợp.

Trang 18

4.4.2 Phạm vi sử dụng

Đặc điểm

Ưu điểm là giải quyết xung đột tương đối triệt để Ở các đô

thị Việt Nam, lượng xe hai bánh chiếm tỷ lệ lớn, việc sử dụng

tín hiệu đèn là giải pháp thường được chọn thường vì vấn đề

an toàn, trật tự giao thông.

Nhược điểm: dòng giao thông bị gián đoạn, tổn thất thời gian

và chi phí lắp đặt, vận hành cao.

Tiêu chí lựa chọn loại hình nút có tín hiệu đèn:

- An toàn: nút xảy ra tai nạn chết người từ 2 vụ /năm trở lên.

đặc biệt là các loại tai nạn với xe rẽ trái.

- Nút có thành phần dòng xe phức tạp đặc biệt là xe thô sơ,

xe hai bánh, điều khiển bằng đèn đảm bảo trật tự hơn.

- Nút giao thông có lưu lượng lớn (các nước khác nhau có

các quy định khác nhau).

- Lưu lượng bộ hành lớn.

Trang 19

Page: 37

4.4.3 Một số khái niệm

Nhịp cơ bản là thời gian mà xe trên một số hướng có thể thực

hiện hành trình, các hướng khác bị cấm (xanh và đỏ)

Nhịp trung gian là thời gian chuyển tiếp giữa các nhịp cơ bản.

Đây là thời gian dọn sạch nút giao và cũng được xem là thời

gian tổn thất (vì mục đích an toàn và nâng cao điều kiện xe

chạy trong nút).

Pha điều khiển là sự phối hợp các nhịp cơ bản và nhịp trung

gian Mỗi pha bao gồm các tín hiệu chỉ thị cho một hoặc một số

hướng được thực hiện hành trình Việc tách dòng xung đột

theo thời gian gọi là phân pha.

Nhiều pha/ít pha => 2-3 pha.

Thời gian chu kỳ là tổng thời gian các pha điều khiển trong nút

giao thông Một chu kỳ điểu khiển lặp lại tất cả các trình tự tất

cả các pha.

• Cycle length (C): It is the length of time required to go through all

the signal indications at the signalized intersection and serve all

movements in all approaches Its length is typically 60–120 s,

although much longer cycles are provided at more complex and

heavily used intersections.

• Phase: It is the part of the cycle serving a movement or group of

movements, and it includes the green, yellow, and all-red intervals.

• Interval: It is the part of the cycle where all signal indications

remain the same There is a green, yellow, and all-red interval for

most phases through the cycle.

• Change (Yelow) and clearance intervals (allred)

Trang 20

Page: 39

• Lost time (LP): It is the part of the phase that is essentially not used by

any movement It consists of the start-up lost time and the clearance lost

time

The start-up lost time (l1) is the lost time experienced by vehicles at the

beginning of the green, and it includes the driver reaction time before

vehicles start to clear the intersection

The clearance lost time (l2) is the lost time experienced when vehicles do

not use portions of the yellow and all-red intervals

when vehicles do not use portions of the yellow and all-red intervals

• Effective green time (g): It is the part of the phase effectively used by the

respective movements, considering the lost time experienced at the

beginning of the cycle as well as the potential utilization of portions of the

yellow and all-red interval at the end of the phase It is calculated as

follows:

Page: 40

11/21/2017

• Effective red time (r): It is the part of the phase that

is not effectively used by the respective movement(s).

ri=C-gi

Trang 21

Change interval (nhịp Trung gian)

All-red interval (clearance interval):

Dòng bão hòa:của một làn (hoặc một nhánh dẫn) là lưu lượng xe

lớn nhất chạy qua vạch dừng xe trong suốt thời gian đèn xanh.

Trang 22

l1: Tổn thất đầu phati: thời gian tiêu tánC: Chu kỳ đèn.

Page: 44

11/21/2017

4.4.4 Dòng bão hòa

sh=2s (xe thứ 4,5 cách 2s =>sh=2sS=3600/2=1800

Xe ở thứ 10 (xe cuối trong hang chờ)cần 25s để qua vạch dừng

l1=25-10x2=5sg=G-l1-l2=68-5-0=65c=Sg/C=1800*65/100=1134x/g

Biết tổn thất cuối pha l2=0

Trang 23

 fHV là hệ số hiệu chỉnh theo tỷ lệ xe nặng có trong dòng

 fg là hệ số hiệu chỉnh theo dốc dọc của nhánh dẫn

 fp là hệ số hiệu chỉnh do ảnh hưởng của làn đỗ xe tại nút

 fbb là hệ số hiệu chỉnh do điểm dừng xe buýt

 fa là hệ số hiệu chỉnh theo vùng

 fLUlà hệ số hiệu chỉnh theo số làn xe

 fLTlà hệ số hiệu chỉnh theo tỷ lệ xe rẽ trái

 fRTlà hệ số hiệu chỉnh theo tỷ lệ xe rẽ phải

 fLpblà hệ số hiệu chỉnh khi có làn rẽ phải dành cho xe đạp

 fRpblà hệ số hiệu khi có làn rẽ trái dành cho xe đạp

Trang 24

• Không có xe rẽ Mth=525B (xecon/h xanh)

• K1 xét ảnh hưởng của dốc dọc nhánh dẫn tính toán,

• K2 xét đến ảnh hưởng của xe rẽ phải, rẽ trái (chiếm >10%) và chạy chung

trên phần xe chạy của hướng thẳng.

• K3 xét ảnh hưởng của BK quỹ đạo xe rẽ

4.4.5 Thời gian chậm xe

Thời gian chậm xe là yếu tố rất quan trọng trong đánh giá chất

lượng nút giao thông ĐKBTHĐ

Trang 25

Page: 49

Thời gian chậm xe là yếu tố rất quan trọng trong đánh giá chất

lượng nút giao thông ĐKBTHĐ

Stopped time delay (D1): Chậm xe do dừng

chờ tín hiệu Xe dừng chờ tín hiệu.

Approach delay (D2): Chậm xe khi vào nút Bao

gồm: giảm tốc, dừng chờ, tang tốc.

Travel time delay (D3): Tổn thất thời gian do

nút Chênh lệch thời gian di chuyển qua nút so với thời gian mong mốn.

Time-in-queue delay: Thời gian chờ trong hàng

Trang 26

Page: 52

11/21/2017

Diện tích hình tam giác là tổng thời gian

chậm xe với dòng đều Uniform Delay

Trang 27

Page: 53

UD = Chậm xe dòng đều

OD = Chậm xe quá bão hòa, dòng tới ngẫu nhiên v/c < 1.0

Điều chỉnh thực nghiệm (5% and 15%)

RD: Xét đến dòng

ngẫu nhiên D = 0.90[UD + RD]

4.4.6 Chu kỳ tối ưu

Co: chu kì tối ưu, s

Y: Tổng hệ số lưu lượng của các dòng đại diện ở các pha.

L: tổng thời gian tổn thất cho một chu kì đèn, s;

li: thời gian tổn thất của một pha, s.

n là số pha trong một chu kì đèn

Chu kỳ đèn có 2 pha, Thời gian tổn thất một pha li=2(s) => L=4(s)

Trang 28

4.5 Thiết kế Nút giao thông vòng đảo

Nút vòng đảo (roundabout): Đảo thường tròn ở giữa, nhường đường ở cửa vào

Nút vòng đảo phát triển từ nút giao thông vòng quanh (1905 ở Mỹ) Đến những

năm 1950, vấn đề ùn

tắc và tai nạn.1966: nút vòng đảo hiện đại xuất hiện ở Anh

Trang 29

Page: 57

So sánh nút vòng đảo và nút vòng quanh

Nút vòng đảo: nhường đường ở cửa vào

Một số nút vòng quanh có biển Stop, hoặc không điều khiển

Nút vòng đảo: Quyền ưu tiên dành cho xe đi vòng

Một số nút vòng quanh Quyền ưu tiên cho xe vào nút

Trang 30

Nút vòng đảo: đủ đoạn giảm tốc, buộc phải giảm tốc

Một số nút vòng quan: một số không giảm tốc (VN)?

Page: 60

11/21/2017

Nút vòng đảo: Xem xét cho các xe lớn => Cấu tạo vị trí để các xe tải lớn đi vòng

Một số nút vòng quan: không xem xét

Trang 31

2 Nhận biết của người sử dụng.

3 Về giao thông: Thời gian chậm xe ít hơn; không tạo ưu tiên cho

hướng chính

4 Quỹ đất: đất dành cho nút lớn hơn; đất cần mở rộng làn ít hơn

5 Bảo vệ môi trường

6 Mỹ quan

7 Chi phí xây dựng và vận hành thấp

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	2,55 MB